Eine neue Studie am Universitätsklinikum Bonn zur altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) hat zu einer überraschenden Entdeckung geführt: Demnach finden sich bei Betroffenen extrem häufig charakteristische Veränderungen der lichtempfindlichen Netzhaut. Bei zwei Dritteln aller untersuchten Patienten konnten die Bonner Mediziner derartige retikuläre Drusen nachweisen. Bislang nahm man an, dass es vor allem krankhafte Prozesse unterhalb der Netzhaut sind, die zum Sehverlust führen.
AMD ist die häufigste Ursache für eine Erblindung im Alter. Die Ergebnisse der Bonner Forscher sind kürzlich in der Zeitschrift Ophthalmology (doi: 10.1016/j.ophtha.2009.10.044) erschienen.

Die Bonner Forscher haben AMD-Patienten mit einer Kombination zweier Verfahren untersucht. Sie erhielten so einerseits durch die Pupille detaillierte Bilder vom Augenhintergrund mit der lichtempfindlichen Netzhaut. Andererseits konnten sie auch virtuelle hoch auflösende optische Schnitte durch die Netzhaut und die darunter liegenden Gewebeschichten durchführen.

»Wir konnten so markante Veränderungen auf Ebene der lichtempfindlichen Sehzellen sichtbar machen«, erläutert Professor Dr. Frank G. Holz, Direktor der Universitäts-Augenklinik Bonn. »Dies war umso überraschender, als man bisher annahm, dass sich die Erkrankung im Wesentlichen in anatomisch tieferen Schichten abspielt und nicht primär auf Ebene der Photorezeptoren.«

Die Bonner Augenheilkundler haben inzwischen Netzhautaufnahmen von über 500 Patienten aus einer internationalen, multizentrischen Studie untersucht. Dabei zeigte sich, dass derartige Veränderungen, die so genannten retikulären Drusen, keineswegs selten sind: »Wir finden diese Veränderungen bei mehr als zwei Dritteln der Betroffenen«, sagt der Bonner AMD-Experte Dr. Schmitz-Valckenberg. »Vielleicht ermöglicht dieser Befund mittelfristig auch neue therapeutische Ansätze.«

Zunächst will das Bonner Forschungsteam in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus den USA nun herausfinden, woraus die retikulären Drusen bestehen. Zusammen mit Humangenetikern aus Regensburg versuchen sie zudem, Erbanlagen zu identifizieren, die für die Entstehung dieser Veränderungen verantwortlich sind.

In Deutschland leiden etwa viereinhalb Millionen Menschen unter der altersabhängigen Makuladegeneration. Bei der Erkrankung wird die Stelle des schärfsten Sehens, die so genannte Makula, irreversibel geschädigt. Ein »schwarzer Fleck« verdeckt das Zentrum des Blickfeldes und dehnt sich mehr und mehr aus, bis Lesen oder Autofahren unmöglich werden. Bislang dachte man, dass Ablagerungen aus »Stoffwechselmüll« für den Tod der Sinneszellen in der Makula-Region verantwortlich sind. Dieser so genannte „Drusen“ sammelt sich bei AMD-Patienten unter der Pigmentzellschicht der Netzhaut.

Retikuläre Drusen wurden zwar bereits vor zwanzig Jahren als vermeintlich seltenes Phänomen beschrieben. Wo sie sich genau befinden und woraus sie bestehen, wurde aber nie genauer untersucht, da sie nur bei wenigen Patienten aufzutreten schienen.

Kontakt:
Prof. Dr. Frank G. Holz
Universitäts-Augenklinik Bonn
Telefon: 0228/287-15647
E-Mail: Frank.Holz@ukb.uni-bonn.de

Privatdozent Dr. Steffen Schmitz-Valckenberg
Telefon: 0228/287-19434 (Pforte) oder -11607
E-Mail: steffen.schmitz-valckenberg@ukb.uni-bonn.de

Wissenschaftler der Universität zu Köln / Uniklinik Köln haben im Rahmen einer internationalen Kooperation gemeinsam mit Forschern u. a. des Wellcome Trust Sanger Institute, der Schmerzklinik Kiel, der Ludwig-Maximilians-Universität München und des Leiden University Medical Center einen ersten genetischen Risikofaktor identifiziert, der mit der Migräne mit und ohne Aura in Zusammenhang steht. Sie ermöglichen damit neue Einblicke in die Ursachen dieser häufigen Formen der Migräne.
In der Studie wurde das Genmaterial von mehr als 50.000 Menschen untersucht. Die Wissenschaftler hoffen nun, dass das Forschungsergebnis den Weg für neue Therapien ebnet. Finanziell wurden die Kölner Wissenschaftler dabei im Rahmen des Nationalen Genomforschungsnetzes (NGFN-plus) und durch das Zentrum für Molekulare Medizin Köln unterstützt.

Patienten mit einer spezifischen DNA-Variante zwischen zwei Genen auf Chromosom 8, PGCP und MTDH/AEG-1, haben ein erhöhtes Risiko, an einer Migräne zu erkranken, so das Ergebnis der Studie. Eine mögliche Erklärung für diesen Zusammenhang sehen die Wissenschaftler darin, dass diese DNA-Variante u. U. den Glutamat-Haushalt reguliert. Glutamat ist als Neurotransmitter bekannt, der Informationen zwischen den Nervenzellen im Gehirn transportiert. Eine Anhäufung von Glutamat in den Nervenzellenverbindungen (Synapsen) könnte dabei eine wichtige Rolle beim Auslösen von Migräneanfällen spielen. Ziel neuer Therapieansätze wäre es dann, die Ansammlung von Glutamat an den Synapsen zu minimieren.

Etwa jede sechste Frau und jeder zwölfte Mann sind von Migräne betroffen. Neben dem persönlichen Leiden der Betroffenen hat die Krankheit auch immense wirtschaftliche Folgen: Einer US-amerikanischen Studie zufolge sind die durch Migräne verursachten Kosten den Kosten der Zuckerkrankheit vergleichbar. Damit gehört die Migräne zu den teuersten Erkrankungen der US-amerikanischen und europäischen Gesellschaft und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) listet die Migräne unter die 20 Krankheiten, die Patienten am schwersten beeinträchtigen. In der Vergangenheit konnten lediglich genetische Mutationen als Ursache sehr seltener und extremer Formen von Migräne gefunden werden. Die Wissenschaftler sind nun erstmals einer genetischen Variante auf der Spur, die als mitauslösender Faktor der häufigen Migräneformen anzusehen ist.

»Wir können damit einen Blick in das Genom von tausenden von Menschen werfen und genetische Hinweise finden, die uns helfen, die einfache Migräne besser zu verstehen«, so Dr. Aarno Palotie, Leiter des International Headache Genetics Consortiums am Wellcome Trust Sanger Institute. »Studien dieser Art sind nur möglich durch eine großangelegte internationale Zusammenarbeit, bei der vielfältige Expertisen und enorme Ressourcen zusammengebracht werden.«

Die Wissenschaftler führten eine sogenannte genomweite Assoziationsstudie durch, um Varianten des Genoms, die die Anfälligkeit für Migräne erhöhen, zu identifizieren. Dazu verglichen sie primär genetische Daten von mehr als 3.000 Menschen aus Finnland, Deutschland und den Niederlanden, die unter Migräne leiden, mit dem Genom von über 10.000 diesbezüglich gesunden Menschen. Die Befunde wurden durch eine weitere Testgruppe mit 3.000 Migräne-Patienten und 40.000 gesunden Menschen bestätigt.

Die statistische Analyse zeigt, dass eine DNA-Variante, die zwischen dem PGCP- und dem MTDH/AEG-1-Gen auf Chromosom 8 liegt, mit einer erhöhten Anfälligkeit für die gewöhnliche Migräne korreliert. Die Abweichung könnte dabei die Aktivität des MTDH/AEG-1-Gens verändern, welches wiederum die Aktivität von EAAT2 steuert. Interessanterweise ist EAAT2 mitverantwortlich für das Entfernen von Glutamat aus den Synapsen des Gehirns. EAAT2 wurde bisher mit anderen neurologischen Erkrankungen, wie Epilepsie, Schizophrenie und verschiedenen Stimmungs- und Angsterkrankungen in Verbindung gebracht.

»Obwohl wir wussten, dass das EAAT2-Gen eine wichtige Rolle für verschiedene neurologische Prozesse beim Menschen spielt, konnte bisher keine genetische Verbindung identifiziert werden, die darauf hin deutete, dass eine Anhäufung von Glutamat im Gehirn eine ursächliche Rolle bei der gewöhnlichen Migräne spielt«, sagt Prof. Dr. Christian Kubisch vom Institut für Humangenetik der Universität zu Köln (seit 01.08.2010 an der Universität Ulm tätig). »Das Forschungsergebnis ebnet nun den Weg für neue Studien, die es hoffentlich erlauben, tiefere Einblicke in die biologischen Prozesse der Krankheit zu nehmen.«

Weitere Studien zur identifizierten DNA-Variante und ihre möglichen regulativen Auswirkungen auf benachbarte Gene sollen helfen, den Mechanismus für Migräne-Attacken besser zu verstehen. Außerdem soll nach zusätzlich beteiligten genetischen Faktoren geforscht werden. Dafür will man künftig noch größere Stichproben berücksichtigen: »Bei den Patienten, die an der Studie teilgenommen haben, wurde zwar eine gewöhnliche Migräne diagnostiziert, allerdings wurden sie aus Spezialkliniken akquiriert«, erklärt Dr. Gisela Terwindt vom Leiden University Medical Center. »Weil alle diese Patienten eine Spezialklinik aufgesucht hatten, müssen wir davon ausgehen, dass sie unter einer extremen Form der gewöhnlichen Migräne leiden. Künftig sollten auch weniger schwere Fälle in die Untersuchungen einbezogen werden.«

Weitere Informationen:
nature.com

Neuer Marker schließt Herzinfarkt rasch aus und verringert Kosten für Notfallstation um 30 Prozent  

Basel, Stockholm/ Montag, 30. August 2010 – Die zusätzliche Verwendung des Markers Copeptin zur Diagnose oder zum Ausschluss eines akuten Herzinfarktes bei Patienten mit akutem Brustschmerz soll die Totalkosten für die Notfallstation um bis zu 30 Prozent verringern. Das sind die Ergebnisse einer Untersuchung von Dr. Raphael Twerenbold (Innere Medizin, Universitätsspital Basel) die auf dem Europäischen Kardiologenkongress (ESC; 28. August bis 1. September) in Stockholm vorgestellt wurde.

Akuter Brustschmerz (»Thoraxschmerz«) ist das zweithäufigste Leitsymptom in Notfallstationen. Bei betroffenen Patienten gilt es vor allem, den akuten Herzinfarkt frühzeitig und zuverlässig zu diagnostizieren bzw. auszuschließen. Der Großteil dieser Patienten mit akuten Brustschmerzen leiden jedoch nicht an einer lebensbedrohlichen Erkrankung.

Dr. Twerenbold: »Doch der Ausschluss von akutem Herzinfarkt ist zeitaufwändig und teuer, da er eine Überwachung des Patienten mit seriellen Messungen von kardialem Troponin T (Marker für abgestorbenes Herzmuskelgewebe) während 6 bis 12 Stunden erfordert und damit zu dem wachsenden Problem überfüllter Notfallstationen beiträgt.«

Kürzlich konnte das Team von Dr. Twerenbold zeigen, dass die Kombination von kardialem Troponin T mit einem anderen Marker für endogenen Stress wie Copeptin den schnellen und zuverlässigen Ausschluss von akutem Herzinfarkt bei Patienten mit akutem Brustschmerz bereits bei Eintritt in das Krankenhaus ermöglicht – und das ohne die Notwendigkeit serieller Troponin-Messungen. Copeptin, als Marker für akuten endogenen Stress, zeigt die höchsten Spiegel zu Beginn der Symptomatik.

Als nächster Schritt wurde eine internationale Multizenter-Studie mit 1247 Patienten gestartet, die über akute Brustschmerzen oder andere für einen akuten Herzinfarkt typische Symptome klagten. Bei allen wurden kardiales Troponin T und Copeptin bestimmt. Für jeden einzelnen Patienten erfolgte die Berechnung der effektiven Kosten für die Notfallstation. »Die Anwendung unseres neuen, simulierten Ablauf-Schemas (»Algorithmus«) mit Copeptin erlaubte eine vorzeitige Entlassung vom Notfall in 712 (57%) Patienten. Die mittlere Zeit bis zur Entlassung vom Notfall konnte von 350 auf 90 Minuten reduziert werden«, bilanziert Dr. Twerenbold. »Die durchschnittlichen Kosten für den Notfall beliefen sich auf 1285 US $ unter Verwendung des Richtlinien-basierten Algorithmus. Durch die zusätzliche Verwendung von Copeptin entsprechend unserem neuen Algorithmus konnte eine Kostenersparnis von 386 US $ erzielt werden, also von rund 30 Prozent.«

Kontakt:
Prof. Dr. Eckart Fleck (Pressesprecher der DGK)

http://www.dgk.org/

Durch Auswertung historischer Hirnoperationen hat ein internationales Forscherteam eine mögliche neue Zielstruktur zur Behandlung von Depressionen identifiziert. Die Studie unter Federführung der Universität Bonn erscheint in der Zeitschrift Neuropsychopharmacology (doi:10.1038/npp.2010.132). Die Wissenschaftler hoffen nun auf neue Möglichkeiten, schwerste Depressionen erfolgreich zu therapieren.
Bis vor gut zwanzig Jahren behandelten Ärzte Depressionen als ultima Ratio auch chirurgisch. Dabei zerstörten sie gezielt bestimmte Regionen im Gehirn ihrer Patienten, kaum größer als ein Zehn-Cent-Stück. Diese Operationen waren nicht ohne Risiko, erzielten zum Teil aber beachtliche Erfolge: In bis zu 70 Prozent der Fälle verbesserte sich das Befinden der Betroffenen deutlich.

Bis Ende der 80er Jahre hatten die Depressionsforscher vier Areale identifiziert, deren Zerstörung besonders positive Effekte zeigte. Diese Areale liegen in völlig unterschiedlichen Regionen des Gehirns. Wissenschaftler der Universitäten Bonn, Washington State und British Columbia konnten nun jedoch zeigen, dass sie einen gemeinsamen Nenner haben: Sie alle sind mit einer bestimmten Struktur »verdrahtet«, dem medialen Vorderhirnbündel. Dabei handelt es sich um eine Art Kabelstrang, der sich vom tief liegenden Hirnstamm bis zur stirnseitigen Hirnrinde zieht. Das mediale Vorderhirnbündel scheint verschiedene Hirnbereiche miteinander zu verbinden, die bei der Depression eine Rolle spielen. »Dieser Euphorie-Schaltkreis ist daher möglicherweise eine interessante Zielstruktur für die Behandlung der Erkrankung«, erklärt der Neurochirurg Professor Dr. Volker Coenen.

Zielstruktur für den Hirnschrittmacher

Coenen leitet am Universitätsklinikum Bonn den Schwerpunkt für Stereotaxie. Dort führt der 38-Jährige hochpräzise Eingriffe am Gehirn durch, ohne dabei intaktes Gewebe zu schädigen. Über ein kleines Loch im Schädel implantiert er beispielsweise Elektroden punktgenau in fehlgesteuerte Hirnregionen. Diese lassen sich dann mit einer Art »Hirnschrittmacher« durch schwache elektrische Impulse reizen. Die Methode wird Tiefe Hirnstimulation genannt und kann unter anderem Parkinson-Patienten helfen. Sie kommt seit einigen Jahren aber auch bei der Therapie schwerster Depressionen zum Einsatz. »Über das mediale Vorderhirnbündel könnten wir eventuell verschiedenste Hirnregionen gleichzeitig stimulieren und so die Symptome einer Depression mildern«, hofft Coenen.

Bisher ging man davon aus, dass die vier klassischen Operationsorte unterschiedliche Funktionen bei der Verarbeitung von Emotionen übernehmen. Dass sie miteinander »verdrahtet« sind, wusste bislang niemand. »Wie Hirnareale miteinander verbunden sind, ließ sich in der Vergangenheit nur mit großem Aufwand sichtbar machen«, erklärt Coenens Kooperationspartner Professor Dr. Bernd Weber. »Im Prinzip ging das nur an Hirnschnitten von Verstorbenen.«

Dank einer neuen Methode ist das nun erheblich einfacher: Mit modernen Kernspin-Tomographen kann man nämlich feststellen, in welche Richtungen das Wasser im Gewebe diffundiert. Nervenstränge sind für die Gewebsflüssigkeit ein undurchdringliches Hindernis: Sie kann lediglich daran entlang fließen. »Diese gerichteten Wasserströme werden im Tomographie-Bild sichtbar«, erklärt der Experte für Neuronale Bildgebung. Gut 50 gesunde Probanden haben die Forscher mit dieser Methode untersucht. Für jeden einzelnen haben sie in virtuellen Hirnoperationen am Computer simuliert, wie die vier klassischen OP-Regionen zusammen hängen.

»Euphorie-Schaltkreis« ist schon lange bekannt

Dass eine Stimulation des medialen Vorderhirnbündels für gute Gefühle sorgt, ist übrigens schon lange bekannt: Bereits 1954 hatten die Psychologen James Olds und Peter Milner entsprechende Versuche mit Ratten durchgeführt. Dabei hatten sie den Tieren Elektroden in das Vorderhirnbündel implantiert, die diese per Tastendruck selbst elektrisch reizen konnten. Das taten sie denn auch – und fühlten sich dabei so wohl, dass sie darüber sogar zu fressen vergaßen. Ihre Experimente machten Olds und Milner berühmt. Die Rolle des medialen Vorderhirnbündels bei der Verarbeitung von Emotionen beim Menschen wurde jedoch nie näher untersucht. Ein Grund: Die genaue Struktur war beim Menschen bisher unbekannt und wurde erst kürzlich von den Bonner Forschern zum ersten Mal beschrieben.

Kontakt:
Professor Dr. Volker Arnd Coenen
Schwerpunkt Stereotaxie und MR-basierte Operationsverfahren
Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie, Universitätsklinikum Bonn
Telefon: 0228/287-16503
E-Mail: volker.coenen@ukb.uni-bonn.de

Professor Dr. Bernd Weber
Leiter der Arbeitsgruppe NeuroCognition/Imaging, Universität Bonn
Telefon: 0228/6885-262
E-Mail: bernd.weber@ukb.uni-bonn.de

Erste Ergebnisse von operierten normalgewichtigen Diabetikern zeigen, dass sich dadurch auch bei ihnen der Blutzucker normalisiert. »Das Ergebnis ist beeindruckend: Mehr als 90 Prozent der normalgewichtigen Operierten benötigten auch zwei Jahre danach kein Insulin oder blutzuckerregulierende Medikamente mehr«, betont Professor Dr. med. Markus Büchler, Tagungspräsident der Deutschen Gesellschaft für Allgemein- und Viszeralchirurgie (DGAV). Chirurgische Eingriffe am Magen könnten, so Büchler, die bisher lebenslangen Therapien mit Medikamenten ersetzen und damit Folgeerkrankungen und Kosten senken. Allerdings sei man hier noch am Anfang: »Um die Diabeteschirurgie als Standard neben Insulin und anderen Antidiabetika einzusetzen, sind weitere Studien erforderlich«, so Büchler, der Ärztlicher Direktor der Klinik für Allgemeine, Viszeral- und Transplantationschirurgie, Universität Heidelberg, ist.

Der Magenbypass gilt derzeit als die effektivste Operationsmethode in der Diabeteschirurgie. Weshalb sich die Blutzuckerkrankheit dadurch verbessert, ist noch weitgehend ungeklärt. Ärzte schließen bei dem Verfahren den Magen, den Zwölffingerdarm und einen Teil des Dünndarms aus der Magen-Darm-Passage aus. Die Aufgabe dieses »umgangenen« Darmabschnittes ist es, Kohlenhydrate und Fette aufzuspalten, damit die Darmwand sie aufnehmen und weiterverarbeiten kann. »Ist dies nicht möglich, laufen bestimmte hormonelle Vorgänge ab, die eine antidiabetische Wirkung zu haben scheinen«, erläutert Büchler. Die infolge des kurzgeschlossenen Darms auftretenden hormonellen Veränderungen trügen auch dazu bei, dass Patienten schneller satt sind und weniger Hunger haben.

Forscher gehen davon aus, dass operative Eingriffe am Magen, wie zum Beispiel der Magenbypass, weitere hormonelle Veränderungen verursachen: In der schwedischen SOS Studie, worin sich 2 010 übergewichtige Patienten einer Magenoperation unterzogen, hat sich bei operierten Frauen unter anderem das Krebsrisiko verringert. Die Mediziner vermuten, dass dies mit dem Rückgang von hormonell bedingten Krebsarten wie Brustkrebs oder Eierstockkrebs zu erklären ist. Genauere Erkenntnisse gibt es hierzu noch nicht.

Eine Magenoperation führen Viszeralchirurgen üblicherweise bei stark übergewichtigen Menschen ab einem Body-Mass-Index über 35 durch. Deren Stoffwechsel ist derart entgleist, dass nur so dauerhaft ein Gewichtsverlust erreicht werden kann. Neben dem erwartbaren Gewichtsverlust beobachteten Ärzte eine erhebliche Verbesserung der Blutzuckerwerte. Über operative Verfahren adipöser Menschen und ob der Magenbypass für normalgewichtige Diabetiker ein neuer Therapiestandard sein könnte, diskutieren Chirurgen und Gastroenterologen auf der gemeinsamen Tagung Viszeralmedizin 2010 vom 15. bis 18. September in Stuttgart.

Quellen:
L. Sjöström et al. (for the Swedish Obese Subjects Study); Effects of bariatric surgery on cancer incidence in obese patients in Sweden (Swedish Obese Subjects Study): a prospective, controlled intervention trial; Lancet Oncol 2009; 10: 653–62

S. Kim, W. O. Richards: Long-Term Follow-up of the Metabolic Profiles in Obese Patients With Type 2 Diabetes Mellitus After Roux-en-Y Gastric Bypass; Annals of Surgery 2010; 251(6): 1049-1055

T. C. Hall et al.: Preoperative Factors Predicting Remission of Type 2 Diabetes Mellitus After Roux-en-Y Gastric Bypass Surgery for Obesity; Obesity Surgery: DOI 10.1007/s11695-010-0198-8

++++++Terminhinweise+++++++

Viszeralmedizin 2010
15. bis 18. September 2010
ICS Internationales Congresscenter Stuttgart, Messepiazza 1

Interdisziplinäre Sitzung:
Therapie der Adipositas
Eines der Themen: Diabeteschirurgie bei Normalgewichtigen: Ein neues Konzept?
Donnerstag, 16. September 2010, von 15:00 bis 16:30 Uhr in Saal C 6.1,
ICS Stuttgart

Sitzung der Chirurgischen Arbeitsgemeinschaft für Adipositastherapie:
Patientenauswahl – Indikationen und Kontraindikation für Verfahren
Samstag, 18. September 2010, von 8:30 bis 9:30 Uhr, Saal C 1.2.1, ICS Stuttgart

Vorträge:
Adipositaschirurgie – Sind Single Port oder gar NOTES die günstigeren Alternativen? Pro und Contra
Donnerstag, 16. September 2010, 15:40 bis 16:00 Uhr, Saal C 1.2.1, ICS Stuttgart

Neisseria gonorrhoeae Bakterien formieren sich als Mikrokolonien auf der Oberfläche einer menschlichen Zelle und produzieren dabei Signale zur Stabilisierung ihrer extrazellulären Lage. Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, Berlin

Auch Krankheitserreger machen es sich gerne bequem: Sie dringen in ihre Wirtszellen ein und leben im Zellinneren von Annehmlichkeiten, die sich dort bieten. Forscher des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin haben jedoch zusammen mit Wissenschaftlern der Harvard Universität einen entgegengesetzten Mechanismus entdeckt, mit dem Bakterien den Infektionsprozess steuern. Sie verhindern so einen verfrühten Eintritt ins Innere der Wirtszelle. Unmittelbar nach dem ersten Kontakt bewirken die Erreger mit Hilfe von Signalmolekülen eine lokale Verstärkung des Stützskeletts in der Wirtszelle und können dadurch außerhalb der Zelle bleiben. Auch bei Krankheitserregern im Darm haben die Forscher diese bislang unbekannte Infektionsstrategie nachgewiesen. (PLoS Biology, 24. August 2010)

Das Bakterium Neisseria gonorrhoeae wird beim Geschlechtsverkehr übertragen und kann zu einer Entzündung der Harnröhre, Gebärmutter und Eierstöcke führen. Es heftet sich mit Hilfe fadenförmiger Proteine auf seiner Oberfläche, so genannter Pili, an Schleimhautzellen. Dort kann es den Angriffen des Immunsystems durch raschen Wechsel seiner Oberflächenstruktur mit Leichtigkeit entgehen. Erst in einer späteren Phase der Infektion dringt es dann gelegentlich in die Zellen ein, um in tiefere Gewebe vorzudringen und dort weiteren Nährboden zu finden.

Bislang beschäftigten sich Wissenschaftler vor allem mit den Tricks, die es Bakterien erlauben, in Zellen einzudringen. Die Ergebnisse der Berliner Forscher legen jedoch nahe, dass Bakterien bei Bedarf viel Mühe darauf verwenden, nicht in Zellen aufgenommen zu werden. Da Körperzellen laufend kleine Membranbläschen von ihrer Oberfläche abschnüren, werden so auch die winzigen Bakterienzellen „ungewollt“ nach innen befördert. Die Berliner Forscher haben nun den Signalweg aufgeklärt, mit dem die Erreger verhindern von Zellen derart „verschluckt“ zu werden. Wenn sich Gonorrhoe-Bakterien an der Zellmembran anheften, lösen sie demnach an dieser Stelle unterhalb der Membran eine Verstärkung des Zellskeletts aus. Kettenförmige Aktin-Proteine werden zum Ort der Anheftung transportiert und dort miteinander verknüpft. Dabei spielt das Transportprotein Caveolin-1 sowie die Signalproteine Vav2 und RhoA eine zentrale Rolle.

Lieber draußen als drinnen
Die Ergebnisse eröffnen eine völlig neue Sichtweise auf den Verlauf von Infektionskrankheiten. »Lange Zeit ging man davon aus, dass sich Krankheitserreger besonders darum bemühen, möglichst schnell in Körperzellen einzudringen. Das Gegenteil ist aber offenbar der Fall. Zunächst scheint es für die Gonorrhoe-Bakterien lebenswichtig zu sein, auf der Oberfläche der Zellen zu verbleiben«, erklärt Thomas Meyer vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie. Die Verankerung an der Zellmembran mit ihren Pili-Proteinen und die darunterliegenden Veränderungen des Stützskeletts machen die Erreger offensichtlich noch widerstandsfähiger gegen die mitunter unwirtlichen Lebensumstände außerhalb der Zellen.

Die entdeckten Signalwege können möglicherweise künftig medizinisch genutzt werden, um Infektionen abzuwehren. Denn die Wissenschaftler konnten zeigen, dass krankmachende Escherichia coli-Darmbakterien ebenfalls diesen Signalweg nutzen. Wahrscheinlich verhindern auch noch weitere Bakterien auf diese Weise, dass sie von Zellen aufgenommen werden. Dazu zählen Krankheitserreger, die schwere Wundinfektionen, Lungen- und Hirnhautentzündungen hervorrufen können.

Originalveröffentlichung:
Tyrosine-phosphorylated caveolin-1 blocks bacterial uptake by inducing Vav2-RhoA-mediated cytoskeletal rearrangements
Jan Peter Boettcher, Marieluise Kirchner, Yuri Churin, Alexis Kaushansky, Malvika Pompaiah, Hans Thorn, Volker Brinkmann, Gavin MacBeath, Thomas F. Meyer
PLoS Biology, 24. August 2010

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas F. Meyer
Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, Berlin
Tel.: +49 (0)30 / 28 460-400
E-Mail: meyer@mpiib-berlin.mpg.de

Neue Laser-Technologie für die Strahlentherapie der Zukunft

Gegenwärtig entstehen weltweit neue Therapiezentren für die Strahlentherapie mit Ionen. Diese zerstören Krebszellen, das umgebende gesunde Gewebe wird dabei besser geschont als mit herkömmlichen Techniken. Beschleunigte Wasserstoff- und Kohlenstoff-Ionen werden vor allem gegen inoperable Tumore in strahlenempfindlichen Organen wie Hirn oder Rückenmark eingesetzt. Forscher vom FZD und vom Dresdner Zentrum OncoRay entwickeln hierfür gemeinsam eine neue Technologie: die benötigten Ionenstrahlen stammen nicht von einem normalen Beschleuniger, sondern werden von einem kompakten Laser erzeugt. Ihre ersten Ergebnisse einer Zellbestrahlung mit Ionen erscheinen nun im »New Journal of Physics«.

Herkömmliche Protonen- und Ionenbeschleuniger sind groß und teuer. Deshalb kann die neue Therapie mit beschleunigten Protonen- und Ionenstrahlen nur an sehr wenigen, entsprechend ausgestatteten Kliniken zum Einsatz kommen wie etwa am kürzlich eröffneten Heidelberger Ionenstrahltherapie-Zentrum (HIT). Das Interesse an kompakteren und flexiblen Anlagen zur Beschleunigung von therapierelevanten Protonen und Ionen ist weltweit jedoch groß, da Experten erwarten, dass zukünftig für eine wachsende Gruppe verschiedener Krebserkrankungen Vorteile der Protonen- und Ionentherapie nachgewiesen werden, die dann einen umfassenden klinischen Einsatz erfordern. Dem Dresdner Zentrum OncoRay, das gemeinsam von Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD), Universitätsklinikum Carl Gustav Carus und TU Dresden getragen wird, gelang nun ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer Kompakt-Bestrahlungsanlage für die Behandlung von Krebs.

Der Hochleistungslaser DRACO am FZD kann Protonen erzeugen und auf der extrem kurzen Strecke von weniger als zehn Mikrometern beschleunigen (ein menschliches Haar ist etwa zehnmal so dick). Für die aktuellen Experimente bestrahlte das Forscherteam um Dr. Ulrich Schramm (FZD) und Dr. Jörg Pawelke (OncoRay) Krebszellen mit Laser-beschleunigten Protonen, also Wasserstoff-Atomen, denen das Elektron entfernt wurde. Gleichzeitig untersuchen die Wissenschaftler auch die Wirkung von Strahlen auf Zellen unter kontrollierten Bedingungen. Dazu haben sie eine spezielle Apparatur entwickelt, mit der sie die Dosis für die bestrahlten Zellen präzise messen können. Diese lag bei den Bestrahlungen am FZD zwischen 1,5 und 4 Gray und damit in einem Bereich, der für die klinische Anwendung von Protonenstrahlen besonders relevant ist. Hinzu kommt, dass die Energie des Laser-beschleunigten Ionenstrahls erstmals so hoch ist, dass der Strahl in Gewebe, aber auch in andere Materialien eindringt, wodurch eine genaue Dosisbestimmung überhaupt erst möglich wird. In den Experimenten erreichte man Protonenenergien von bis zu 20 Megaelektronen-Volt.

60 Prozent der Krebspatienten erhalten heute konventionelle Strahlentherapie

Beschleunigte Ionenstrahlen haben den Vorteil, dass sie ihre größte Wirkung im Tumor erzielen und daher gesundes Gewebe besser schonen. Während bei der konventionellen Therapie mit Röntgen- oder Gammastrahlen von modernen klinischen Linearbeschleunigern ein beträchtlicher Teil der Energie bereits auf dem Weg durch das gesunde Gewebe abgegeben wird, können Ionenstrahlen punktgenau im Tumor gestoppt werden, wo sie ihre schädigende Wirkung auf alle Zellen im Tumor freisetzen. Dabei handelt es sich um eine neue Methode, die unter anderem im Schwerionen-Therapieprojekt an der GSI in Darmstadt erfolgreich erprobt wurde. Rund 400 Patienten konnten hier behandelt und rund 70 Prozent geheilt werden. An diesem Projekt waren auch Wissenschaftler aus dem Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) beteiligt, die auch heute wieder maßgeblich am Heidelberger HIT mitwirken.

Neue Strahlen im Einsatz gegen Krebserkrankungen

Bis zum Einsatz eines Hochleistungslasers in der Klinik ist noch viel Grundlagenforschung zu leisten. Dresden hat dabei gute Chancen, an der Weltspitze mit dabei zu sein, arbeiten hier doch Experten auf den Gebieten Medizin, Physik, Biologie und Mathematik besonders eng zusammen. Das OncoRay-Zentrum bildet dabei eine einzigartige Klammer und das Zentrum hat sich in den letzten Jahren international einen Namen gemacht. Dabei verstehen die OncoRay-Forscher an der Universitätsklinik, im FZD, sowie an der TU Dresden ihre Arbeit als Translationsforschung. Mit diesem Begriff wird das Ziel ausgedrückt, die Ergebnisse aus der Grundlagenforschung so schnell wie möglich in die klinische Anwendung zu überführen. Die Laser-Technologie etwa könnte bereits in zehn bis fünfzehn Jahren als Kompakt-Bestrahlungsanlage in den Klinikalltag Einzug halten.

Als nächsten Schritt hin zu einem klinischen Einsatz sind am FZD detaillierte Studien geplant, um die Wirkung der Ionenstrahlen aus dem Laser-Beschleuniger mit in der Krebstherapie etablierten Strahlen zu vergleichen. Hinzu kommen Studien zur Steigerung der Energie der Strahlung in Zusammenarbeit mit der Friedrich-Schiller Universität und dem Fraunhofer Institut in Jena im Rahmen des Projekts »onCOOPtics« sowie die Entwicklung eines Prototyps für die Laser-basierte Strahlentherapie am neuen Gemeinsamen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie in Dresden, das vom Land Sachsen gefördert wird.

Die Schwerionen-Therapie an der GSI im Überblick
Das Pilotprojekt Schwerionen-Therapie wurde 1993 als Gemeinschaftsprojekt der GSI – Helmholtz-Zentrum für Schwerionenforschung Darmstadt, dem Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD), der Radiologischen Universitätsklinik Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg ins Leben gerufen. Im Rahmen des Pilotprojekts wurden seit 1997 mehr als 400 Patienten mit Tumoren, vorrangig im Kopf- und Halsbereich, bei GSI behandelt. Grundlage für diese neue Krebstherapie waren langjährige Forschungsarbeiten und die große Beschleunigeranlage für Ionenstrahlen bei der GSI. Die Bestrahlung wurde im Sommer 2008 beendet und an das Universitätsklinikum Heidelberg verlagert, wo vor kurzem das neue Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) den Betrieb aufgenommen hat. Dort sollen über 1000 Patienten jährlich behandelt werden. Weitere Informationen: http://www.gsi.de; http://www.ionentherapie-info.de

Publikation:
»Dose dependent biological damage of tumour cells by laser-accelerated proton beams«, S. D. Kraft, C. Richter, K. Zeil, M. Baumann, E. Beyreuther, S. Bock, M. Bussmann, T. E. Cowan, Y. Dammene, W. Enghardt, U. Helbig, L. Karsch, T. Kluge, L. Laschinsky, E. Lessmann, J. Metzkes, D. Naumburger, R. Sauerbrey, M. Schürer, M. Sobiella, J. Woithe, U. Schramm, J. Pawelke, New Journal of Physics, 12, 085003 (2010), DOI: 1088/1367-2630/12/8/085003
Website

Weitere Informationen:
Dr. Ulrich Schramm
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf
Institut für Strahlenphysik
Tel.: 0351 260 – 2471
E-Mail: u.schramm@fzd.de

Dr. Jörg Pawelke
Leiter Forschungsgruppe onCOOPtics am OncoRay-Zentrum
Tel.: 0351 458 – 7430
E-Mail: joerg.pawelke@oncoray.de

Die häufigsten Ursachen einer Leberzirrhose sind eine Virusinfektion der Leber, die sogenannte Hepatitis, eine Fettleberhepatitis oder eine langjährige Alkoholschädigung. Jede Form von chronischer Lebererkrankung zerstört die Leberzellen, die der Körper durch Narbengewebe ersetzt. Das behindert den Blutfluss durch die Leber. Der Körper leitet das Blut dann an der Leber vorbei. Eine Umgehung erfolgt über Venen in der unteren Speiseröhre. Hier bilden sich Krampfadern, die Ösophagusvarizen, die platzen können. Diese Blutungen sind eine häufige Todesursache bei der Leberzirrhose.

Ein Ausweg besteht darin, einen künstlichen Tunnel durch die Leber anzulegen. Das Verfahren wird in der Fachsprache TIPS (»transjugulärer intrahepatischer portosystemischer Shunt«) genannt. Eine offene Operation ist dafür nicht erforderlich. Mit Hilfe eines Gefäßkatheters schaffen Ärzte in der Leber eine künstliche Verbindung zwischen Pfortader und Lebervene. Ein kleines Metallröhrchen, der Stent, hält die Verbindung offen, durch die das Blut fließen kann.

Früher wurde TIPS nur im Notfall durchgeführt, wenn eine Ösophagusvarizenblutung anders nicht zu stoppen war. Eine Studie, die in Leipzig und acht weiteren europäischen Zentren durchgeführt wurde, hat jetzt aber gezeigt, dass TIPS viel früher angewandt werden sollte. »Ein günstiger Zeitpunkt scheint nach einer ersten erfolgreichen Blutstillung zu sein«, erläutert Professor Dr. med. Christian Trautwein, Direktor der Medizinischen Klinik III, Gastroenterologie und Stoffwechselkrankheiten in Aachen. Wurden die Patienten zeitnah mit einem TIPS versorgt, verbesserte dies ihre mittelfristigen Überlebenschancen deutlich. Die Patienten mussten in der Folge auch seltener in der Klinik behandelt werden.

TIPS beseitigt aber nicht alle Folgen der Leberzirrhose. Eine weitere Folge des gestörten Blutflusses durch die Leber ist die verminderte Entgiftung. Früher oder später kommt es dadurch zu einer Erkrankung des Gehirns, der hepatischen Enzephalopathie, mit schweren Schäden an Psyche und Denkfähigkeit. Typisch sind auch Bewegungsstörungen, beispielsweise ein heftiges Zittern der Hände. Zu den bedeutendsten Giften gehört Ammoniak. Es wird von Darmbakterien gebildet und über die Schleimhaut ins Blut aufgenommen. Seit längerem wird versucht, die Beschwerden durch Zurückdrängen der Bakterien zu lindern. Dies ist anfangs durch die Einnahme von Lactulose möglich, einem künstlichen Zucker. Doch viele Patienten vertragen Lactulose nicht. Eine Alternative ist die Behandlung mit dem Antibiotikum Rifaximin, das die Ammoniak-bildenden Bakterien beseitigt. In einer aktuellen klinischen Studie hat es ein erneutes Auftreten der hepatischen Enzephalopathie verhindert.

»Ein Fortschreiten der Lebererkrankung können weder TIPS noch Rifaximin verhindern. Für die Patienten bedeuten die beiden Therapien jedoch eine erhebliche Verbesserung der Lebensqualität«, betont Trautwein. Wie Patienten mit Leberzirrhose optimal versorgt und Folgeerkrankungen frühzeitig vermieden werden können, ist eines der Themen des Kongresses Viszeralmedizin 2010.

Quellen:
García-Pagán JC et al.:
Early use of TIPS in patients with cirrhosis and variceal bleeding.
N Engl J Med. 2010; 362 (25): 2370-9

Bass NM et al.:
Rifaximin treatment in hepatic encephalopathy.
N Engl J Med. 2010; 362 (12): 1071-81

Weitere Informationen:
http://www.viszeralmedizin.com Viszeralmedizin 2010 vom 15. bis 18. September 2010 im ICS Stuttgart

Schmerzforscher der Uni Jena entwickeln Handprothese, die Phantomschmerzen lindert

Jena – Der Verlust eines Körperteils ist schmerzhaft und das gleich im doppelten Sinne: Denn neben Wundschmerzen leiden die Betroffenen häufig an sogenannten Phantomschmerzen. Im Gegensatz zu den körperlichen Wunden, die irgendwann verheilen, bleiben Phantomschmerzen oftmals über Jahre, nicht selten das ganze Leben. »Phantomschmerzen sind nur sehr schwer zu behandeln«, sagt Prof. Dr. Thomas Weiß von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. »Meist zeigen sich diese als ausgesprochen therapieresistent«, so der Professor vom Lehrstuhl für Biologische und Klinische Psychologie.

Häufig blieben die Symptome bestehen, trotz hoher Dosen von Schmerzmedikamenten. Die Gefahr sei groß, dass die Patienten dadurch in eine Medikamentenabhängigkeit geraten, so der Schmerzforscher.

Mit der Jenaer Neuentwicklung werden sensorische Informationen von der Prothese an den Oberarm des Patienten übertragen, von wo sie ans Gehirn weitergeleitet werden. Dadurch lassen sich Phantomschmerzen mindern. Foto: Sandra Preissler/FSU

Doch nun können Wissenschaftler der Universität Jena den betroffenen Patienten Hoffnung auf Linderung machen: Gemeinsam mit Unfallchirurgen des Jenaer Uniklinikums und Wirtschaftspartnern hat das Team um Prof. Weiß herkömmliche Handprothesen so verändert, dass Phantomschmerzen nach einer Unterarmamputation reduziert werden können.

Ein zentraler Bestandteil der Neuentwicklung, die von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGVU) finanziell gefördert wird, ist eine Stimulationseinheit, die über eine Manschette mit dem Oberarmstumpf des Patienten verbunden ist. »Zwischen Daumen und Zeigefinger sowie am Daumen der Handprothese befinden sich Drucksensoren«, erläutert Prof. Dr. Dr. Gunther Hofmann, Direktor der Jenaer Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie. Ursprünglich sollten die lediglich dazu dienen, die Griffstärke der künstlichen Hand zu regulieren – je nachdem, ob man ein rohes Ei oder einen Hammer greifen will. »Unser System überträgt diese sensorischen Informationen nun auch von der Hand an den Oberarm«, so Unfallchirurg Hofmann.

»Auf diese Weise erhält das Gehirn eine Rückmeldung von der Prothese, als wäre es die eigene Hand«, ergänzt Prof. Weiß und verweist auf eine Ursache für Phantomschmerzen: Die Gehirnstrukturen, die ursprünglich für die Reizverarbeitung aus dem Arm zuständig waren, sind nach dessen Verlust plötzlich »arbeitslos«. Deshalb komme es zu einer Umstrukturierung der Gehirnbereiche. »Diese Areale übernehmen stattdessen die Verarbeitung von sensorischen Reizen aus anderen Körperteilen, vor allem aus dem Armstumpf und dem Gesicht«, so der Jenaer Psychologe. Dadurch komme es dort zu verstärkten, häufig schmerzhaften Empfindungen – den Phantomschmerzen.

Durch die Rückkopplung zwischen neuer Hand und Gehirn, wie sie das Jenaer System ermöglicht, soll die Umstrukturierung im Gehirn verhindert bzw. rückgängig gemacht werden. »Erste Patienten haben das System getestet und als sehr positiv empfunden«, freut sich Prof. Hofmann. Nun gehe es darum, die mit dem Rückkopplungssystem ausgestatteten Prothesen von möglichst vielen Patienten testen zu lassen, um genügend Erfahrungen zu sammeln.

»Wir wollen wissen, ob die Übertragung der sensorischen Informationen aus der Hand nur einzelnen Patienten hilft oder ob sie als Therapeutikum für alle Prothesenträger geeignet ist«, erklärt Prof. Weiß.

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Weiß
Institut für Psychologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Am Steiger 3 / Haus 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 945143
E-Mail: thomas.weiss[at]uni-jena.de

Prof. Dr. Dr. Gunther Hofmann
Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie des Universitätsklinikums Jena
Erlanger Allee 101, 07747 Jena
Tel.: 03641 / 9322800
E-Mail: gunther.hofmann[at]med.uni-jena.de
Weitere Informationen:
Uni Jena

Neues Therapieverfahren ohne OP am Offenen Herzen kann Leben retten

Premiere in der Ulmer Universitätsmedizin: Unter Leitung von Prof. Dr. Wofgang Rottbauer, Ärztlicher Direktor der Klinik für Innere Medizin II, wurde bei Herzpatienten, die unter einer undichten Einlassklappe (Mitralklappe) der linken Herzkammer leiden, erstmals per Katheter ein Clip auf diese Klappe gesetzt und die Undichtigkeit beseitigt. Vorteil für die Patienten: Die Eröffnung des Brustkorbes entfällt. Weltweit bieten nur wenige Zentren diesen Eingriff an.

»Wenn die Mitralklappe nicht richtig schließt, kommt es zu einem Rückstau des Blutes in der Lunge. Die Patienten leiden in der Folge unter Leistungsschwäche und erheblicher Atemnot. Eine undichte Mitralklappe – die Ärzte sprechen von Mitralklappeninsuffizienz – tritt relativ häufig auf«, erläutert Prof. Rottbauer.

»Die konventionelle Therapieform sah bisher die Eröffnung des Brustkorbes vor. Dafür musste in jedem Fall das Herz kurzfristig stillgelegt und der Patient an die Herz-Lungen-Maschine angeschlossen werden«, so Prof. Rottbauer. Diese Methode berge insbesondere für Patienten mit schweren Begleiterkrankungen ein großes Risiko: »Unsere Methode der Wiederherstellung der Dichtigkeit der Mitralklappe erfolgt über einen Herzkatheter ohne Eröffnung des Brustkorbs. Zwar befindet sich der Patient auch bei dem neuen Verfahren in Vollnarkose, wir benötigen die Herz-Lungen-Maschine dabei aber nicht. Patienten einer ganzen Region profitieren nun von einer alternativen Behandlungsmethode, die deutlich schonender ist.«

Prof. Dr. Jochen Wöhrle, Leitender Oberarzt an der Klinik für Innere Medizin II, beschreibt die OP-Technik: »Der Katheter wird zunächst über die rechte Leistenvene in den rechten Vorhof des Herzens geschoben und von dort über die Vorhofscheidewand in den linken Vorhof direkt über die Mitralklappe. Nun wird an der Stelle, an der die Herzklappe undicht ist, ein Clip platziert, der die Klappenränder zusammenhält und damit die Undichtigkeit der Herzklappe reduziert.«
Im Anschluss überprüfen die Ärzte mittels Ultraschall die Position des Clips und die Funktion der Mitralklappe.

Das Klappen-Team um Prof. Rottbauer hat hierdurch die Behandlungsmöglichkeiten im nicht-invasiven Bereich erweitert. Der Ersatz einer verengten Aortenklappe (zwischen linker Herzkammer und Hauptschlagader) über die Leiste wird bereits seit mehreren Jahren durchgeführt. Das Mitral-Clipping erweitert nun die Behandlungsmöglichkeit für die Undichtigkeit dieser Herzklappe. Hierdurch können die beiden häufigsten Herzklappenfehler auch ohne Operation therapiert werden. Die bislang gemachten Erfahrungen zeigen, dass so therapierte Patienten eine deutlich verbesserte Lebensqualität erreichen können. Der Verzicht auf eine Operation am offenen Herzen bedeutet insbesondere für schwerkranke Patienten eine schonende Option.

Mehr Info: UK Ulm, Klinik für Innere Medizin